औद्योगिक परिसंचरण शीतलन जल निकाय में संक्षारण-संरक्षण: जल-कक्ष, परिसंचरण पाइप और शीतलन जलाशय

सार: औद्योगिक परिसंचरण शीतलन जल निकाय वह खुला (कूलिंग टॉवर/शीतलन जलाशय से जल-पूर्ति) या बंद जल-चक्र है जिसमें जल ऊष्मा-विनिमय उपकरणों से गुजरकर बार-बार पुनः प्रयुक्त होता है; यहाँ का संक्षारण वैद्युत-रासायनिक संक्षारण, क्लोराइड आयनों से पिटिंग, सूक्ष्मजीव-प्रेरित संक्षारण (MIC) और अवक्षेप के नीचे का संक्षारण का मिश्रण है। संरक्षण परतदार दृष्टिकोण पर चलता है: जल-गुणवत्ता स्थिरीकरण + संरक्षक कोटिंग + आवश्यकतानुसार कैथोडिक संरक्षण या संक्षारण-रोधी सामग्री। GB/T 50050-2017 के अनुसार कार्बन स्टील के समान संक्षारण दर <0.075 mm/a तक, तथा कॉपर मिश्रधातु/स्टेनलेस स्टील <0.005 mm/a तक नियंत्रित की जाती है; कंडेनसर जल-कक्ष और परिसंचरण पाइप की आंतरिक दीवारें प्रायः 300–500 µm एपॉक्सी-फीनॉलिक (नोवोलेक, novolac) आस्तरण से लीपती हैं, और कंक्रीट शीतलन जलाशय में एपॉक्सी सीलिंग प्लस विनाइल एस्टर/ग्लास फ्लेक रिसाव-रोधी परत लगती है। जल-कक्ष, जल-पार्श्व ट्यूब और जलाशय-निकाय में प्रबल संक्षारण-रूप भिन्न होते हैं, अतः एक ही संरक्षण-उपाय सब पर लागू नहीं होता।

औद्योगिक परिसंचरण शीतलन जल निकाय में संक्षारण क्या कहलाता है

परिसंचरण शीतलन जल हीट एक्सचेंजर के ट्यूब-गुच्छ, जल-कक्ष, परिसंचरण पाइपों और कूलिंग टॉवर के संचय-जलाशय के बीच लगातार बहता है; एक ओर वाष्पीण से सांद्रता बढ़ती है तो दूसरी ओर ऊष्मा सोखने से ताप बढ़ता है, अतः सांद्रण चक्र बढ़ने पर लवण, क्लोराइड और क्षारता साथ-साथ बढ़ते हैं। इस माध्यम में कार्बन स्टील पर ऑक्सीजन-विध्रुवण वाला समान संक्षारण होता है, और स्केल व जैविक कीचड़ के नीचे विभेदी वातन सेल बनने से स्थानीय पिटिंग होती है; समुद्री जल या अधिक क्लोराइड वाली पूर्ति स्टेनलेस स्टील में क्लोराइड पिटिंग और प्रतिबल संक्षारण विदलन भी उत्पन्न करती है। सल्फेट-अपचायी जीवाणु (SRB) जैसे सूक्ष्मजीव कीचड़ के नीचे अवायवीय सूक्ष्म-क्षेत्र बनाते हैं, जो MIC का आदर्श स्रोत है।

यह जल-उपचार रसायन-डोजिंग से किस प्रकार संबंद्ध है

संक्षारण-रोधी, अवक्षेप-रोधी और कीटाणुनाशक «जल-गुणवत्ता स्थिरीकरण» के अंतर्गत आते हैं; ये संक्षारण दर, अवक्षेप के ऊष्मीय प्रतिरोध और सूक्ष्मजीवों को सीमा में रखते हैं, और यह निकाय के संचालन की रक्षा की पहली पंक्ति हैं। परंतु रसायन पिटिंग की शुरुआत, संक्षारण-क्षरण, और जोड़ों व वेल्डों पर स्थानीय आक्रमण को समाप्त नहीं कर सकते, और पहले से क्षतिग्रस्त मूल धातु की रक्षा भी नहीं कर सकते। कोटिंग/आस्तरण «पदार्थ-अवरोध» है, जो धातु को माध्यम से अलग रखती है; कैथोडिक संरक्षण डूबी या दफन इस्पात अंगों—जल-कक्ष और दफन परिसंचरण पाइप—के लिए वैद्युत-रासायनिक पूर्ति देता है। तीनों कार्य बँटे हुए हैं, एक-दूसरे के विकल्प नहीं — यही वह संयोजन है जो संक्षारण-इंजीनियर और जल-उपचार विशेषज्ञ को मिलकर तय करना होता है।

मुख्य आँकड़े

• संक्षारण दर की सीमाएँ (GB/T 50050-2017): कार्बन स्टील हीट-एक्सचेंज व परिसंचरण-जल उपकरण <0.075 mm/a (लगभग 3 mpy); कॉपर मिश्रधातु व स्टेनलेस स्टील <0.005 mm/a।
• जल-गुणवत्ता विंडो: pH 6.8–9.5 (अम्ल-योजना में निचली सीमा 6.8 से कम न रखें); खुले अप्रत्यक्ष शीतलन में सांद्रण चक्र 5.0 से कम न रखा जाए और 3.0 से किसी भी स्थिति में कम न हो; टर्बिडिटी सामान्यतः ≤20 NTU और हीट एक्सचेंजर के पास ≤10 NTU।
• सूक्ष्मजीव व कीचड़: कुल विषमपोषी जीवाणु ≤1×10⁵ CFU/mL, जैविक कीचड़ ≤3 mL/m³, मुक्त शेष क्लोरीन 0.1–1.0 mg/L — कीचड़ स्केल-नीचे पिटिंग और MIC का जनक है।
• प्रवाह वेग व दीवार ताप: ट्यूब-पार्श्व में >1.0 m/s और शेल-पार्श्व में >0.3 m/s (निक्षेपण रोकने और क्षरण-नियंत्रण हेतु); धातु का दीवार ताप 70 ℃ से अधिक न रखा जाए ताकि क्लोराइड पिटिंग दबी रहे।
• अवक्षेपण मानदंड: अवक्षेप का ऊष्मीय प्रतिरोध ≤3.44×10⁻⁴ m²·K/W और चिपकने की दर ≤15 mg/(cm²·माह) (रिफाइनरी स्थिति में 20 तक शिथिल); जتنا मोटा अवक्षेप, उसके नीचे उतना तीव्र संक्षारण।
• कोटिंग अवरोध: कंडेनसर जल-कक्ष और परिसंचरण पाइप की आंतरिक दीवारों पर सामान्य 300–500 µm एपॉक्सी-फीनॉलिक (नोवोलेक, novolac) आस्तरण; कंक्रीट शीतलन जलाशय में एपॉक्सी सीलिंग प्राइमर प्लस विनाइल एस्टर/ग्लास फ्लेक रिसाव-रोधी परत।

परिसंचरण निकाय के मुख्य स्थान × प्रबल संक्षारण-रूप × वरीय संरक्षण (संयुक्त चयन, अकेला नहीं)

प्रत्येक स्थान का प्रबल संक्षारण कहाँ से आता है

जल-कक्ष और परिसंचरण पाइप: स्केल व कीचड़ के नीचे स्थानीय आक्रमण

जल-पार्श्व प्रवाह पथ पर जैसे ही स्केल जमे या जैविक कीचड़ बने, अवक्षेप के नीचे ऑक्सीजन कम और क्लोराइड समृद्ध हो जाते हैं, जिससे बड़े कैथोड–छोटे एनोड वाली विभेदी वातन सेल बनती है; पिटिंग की गहराई औसत मोटाई-क्षय से कहीं अधिक हो सकती है। नंगी कार्बन स्टील दीवार इसे सीधे सहन करती है; आस्तरण और कैथोडिक संरक्षण ही मुख्य अवरोध हैं।

ऊष्मा-विनिमय ट्यूबें: क्लोरीन और ताप से जुड़ी पिटिंग/प्रतिबल संक्षारण

304 स्टेनलेस स्टील उच्च ताप व उच्च क्लोराइड में पिटिंग और क्लोराइड प्रतिबल संक्षारण विदलन का शिकार होता है, कॉपर मिश्रधातुएँ अमोनिया व क्षरण से ग्रस्त; दीवार ताप को 70 ℃ से नीचे और क्लोराइड को चयनित सामग्री की अनुमत परास में रखना ही मूल उपाय है, आवश्यकतानुसार डुप्लेक्स स्टील या टाइटेनियम ट्यूबें।

सूक्ष्मजीव-प्रेरित संक्षारण MIC

SRB कीचड़ के अवायवीय सूक्ष्म-क्षेत्रों में सल्फेट को सल्फाइड में अपचयित करते हैं, संक्षारक FeS बनता है और स्थानीय माध्यम अम्लीय हो जाता है; MIC को दबाने की इंजीनियरिंग कसौटी—कीटाणुनाशन, कीचड़ को ≤3 mL/m³ पर रखना, और स्टैग्नेंट मृत-क्षेत्रों को हटाना।

कोटिंग संयोजन और मैदानी निष्पादन के मुख्य बिंदु

• तंत्र चयन: जल-कक्ष/जल-पार्श्व सतहों पर बिना-विलायक एपॉक्सी या एपॉक्सी-फीनॉलिक (नोवोलेक, novolac) जल- व ताप-रोधी आस्तरण; कंक्रीट निकाय पर सीलिंग प्राइमर प्लस विनाइल एस्टर/ग्लास फ्लेक रिसाव-रोधी परत।
• पृष्ठ तैयारी: इस्पात संरचना को Sa2½ तक शॉट-ब्लास्ट, खुरदरापन Rz मानक अनुसार; वेल्ड समतल, कोने गोल और पूर्व-कोट (stripe coat) — कोने आस्तरण का सबसे दुर्बल बिंदु हैं।
• निष्पादन विंडो: परिवेश ताप व आपेक्षिक आर्द्रता पर नियंत्रण; इस्पात ओसांक से कम-से-कम 3 ℃ ऊपर हो, ताकि संघनन से आसंजन खराब न हो।
• गुणवत्ता जाँच: वेट फिल्म मोटाई + मैग्नेटिक ड्राई फिल्म मापन (SSPC PA 2 दृष्टिकोण), स्पार्क से रंध्र भेदन परीक्षण, और आसंजन क्रॉस-कट/पुल-ऑफ परीक्षण; परीक्षण वोल्टेज मोटाई के अनुसार तय करें।
• कैथोडिक संरक्षण व जल-उपचार से अंतरापृष्ठ: आस्तरण व बलि एनोड के संयुक्त तंत्र में संरक्षण विभव की जाँच करें (समुद्री जल में प्रायः Ag/AgCl संदर्भ से −0.80 से −1.05 V), अति-संरक्षण से कोटिंग क्षति से बचें।
• परिचालन अनुरूपता: संक्षारण कोपन/प्रोब दर, साप्ताहिक जल-गुणवत्ता रिपोर्ट और रंध्र परीक्षण रिकॉर्ड को उपकरण-बही में जोड़ें; सीमा पार होने पर पहले रसायन व कीचड़ जाँचें, फिर कोटिंग क्षति।

सामान्य प्रश्न

परिसंचरण जल में पहले ही संक्षारण-रोधी व अवक्षेप-रोधी रसायन डाले जा चुके हैं, तो क्या कोटिंग या कैथोडिक संरक्षण चाहिए?

हाँ, दोनों परस्पर निषेधात्मक नहीं। रसायन समान संक्षारण दर को सीमा में रखते हैं, पर पिटिंग की शुरुआत, स्केल/कीचड़ के नीचे स्थानीय संक्षारण, क्षरण और जोड़ पर उनकी सुरक्षा सीमित है; जल-कक्ष व परिसंचरण पाइपों का आस्तरण और कैथोडिक संरक्षण पदार्थ-स्तर और वैद्युत-रासायनिक स्तर की दूसरी-तीसरी परत बनाते हैं, जो स्टैग्नेंट क्षेत्रों, कोनों और वेल्डों पर और भी निर्णायक हैं।

कार्बन स्टील और स्टेनलेस की संक्षारण दर सीमा में दहाई का अंतर क्यों?

GB/T 50050-2017 में कार्बन स्टील <0.075 mm/a, कॉपर मिश्रधातु/स्टेनलेस <0.005 mm/a रखा है, क्योंकि स्टेनलेस को क्लोराइड में एक बार पिटिंग या प्रतिबल संक्षारण लग जाए तो यह भेदन-विफलता है, जिसे «औसत मोटाई-क्षय» से मापा नहीं जा सकता; कठोर सीमा इसलिए है कि स्थानीय संक्षारण सामग्री-चयन, क्लोरीन व ताप नियंत्रण से रोका जाए।

कंडेनसर जल-कक्ष में सामान्य एपॉक्सी के बजाय एपॉक्सी-फीनॉलिक को प्राथमिकता क्यों?

जल-कक्ष सदा पानी में डूबे रहते हैं और रखरखाव के दौरान ताप अंतर व गर्म-ठंडे चक्र झेलते हैं; फीनॉलिक-क्योर्ड एपॉक्सी (नोवोलेक, novolac) सामान्य एमाइन-क्योर्ड एपॉक्सी की तुलना में गर्म जल, ताप व रसायनों को बेहतर सहन करता है; 300–500 µm मोटे आस्तरण व रंध्र परीक्षण से स्केल-नीचे पिटिंग और रिसाव का जोखिम स्पष्ट रूप से घटता है; कोनों व वेल्डों पर अतिरिक्त पूर्व-कोट फिर भी आवश्यक है।

जैविक कीचड़ को कैसे परिमाणित व नियंत्रित करें?

GB/T 50050-2017 के अनुसार कीचड़ ≤3 mL/m³ (कीटाणुनाशक-अपघटन विधि से मापा) और विषमपोषी जीवाणु ≤1×10⁵ CFU/mL। नियंत्रण ऑक्सीकारी कीटाणुनाशकों (शेष क्लोरीन 0.1–1.0 mg/L, अंतरालिक शॉक डोजिंग) व गैर-ऑक्सीकारी का चक्रीकरण से प्रतिरोध बढ़ने से बचाने पर आधारित है, साथ ही न्यूनतम वेग से निक्षेपण घटाएँ और आवधिक ब्लो-डाउन से कीचड़ हटाएँ।

कंक्रीट शीतलन जलाशय में रिसाव है और सलाखें जंग से फूल रही हैं—कोटिंग क्या करे?

पहले आधार सुधारें: खोखले भाग तोड़कर हटाएँ, सलाखों का जंग साफ करें, दरारों व विस्तार-जोड़ों को लचीली सील दें; फिर एपॉक्सी सीलिंग प्राइमर + विनाइल एस्टर/ग्लास फ्लेक से रिसाव-रोधी परत बनाएँ, आधार की शुष्कता व आर्द्रता-अंश के मानक पूरे होने और परत में जोड़ों की गति अनुसरण की क्षमता सुनिश्चित करें; आवश्यकता पर संक्षारण-रोधी टाइल या लचीले जल-रोधी झिल्ली के विकल्प का मूल्यांकन करें।

क्या परिसंचरण पाइपों की आंतरिक दीवार पर सीमेंट मोर्टार आस्तरण का अब भी अर्थ है?

जल-वाहिनी इस्पात पाइपों में, जहाँ संरक्षण के साथ अवक्षेपण भी घटाना हो, सीमेंट मोर्टार आस्तरण उच्च-क्षारीय निष्क्रियन + भौतिक पृथक्करण से कार्बन स्टील की रक्षा करती है और दीवार की मोटा होने वाली अवक्षेपण को दबाती है; लागत कम, आयु लंबी। क्षरण-प्रतिरोध व ठंडे मौसम में निष्पादन मध्यम हैं, अतः प्रायः जल-स्थिरीकरण व स्थानीय एपॉक्सी मरम्मत के साथ जोड़ी जाती है; महत्वपूर्ण खंडों में बिना-विलायक एपॉक्सी आंतरिक कोटिंग पर जा सकते हैं।

Last updated: 2026-09-22
संदर्भ: GB/T 50050-2017 «औद्योगिक परिसंचरण शीतलन जल उपचार डिज़ाइन संहिता» (संक्षारण दर, जल-गुणवत्ता व सूक्ष्मजीव सीमाएँ, अवक्षेप का ऊष्मीय प्रतिरोध); GB 50049-2011 «लघु तापीय विद्युत संयंत्र डिज़ाइन संहिता» धारा 13.12 कंडेनसर व सहायक सुविधाएँ; Microbially Influenced Corrosion of Steel in Marine Environments: A Review (PMC10535020, 2023, SRB व MIC तंत्र); SSPC PA 2 (शुष्क फिल्म मोटाई का मैग्नेटिक मापन)।
Kexin New Materials (Guangdong) Co., Ltd.